特開 2024-163611 電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163611

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 5/46 20060101AFI20241115BHJP

   B64C 27/24 20060101ALI20241115BHJP

   B64D 27/24 20240101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

H02P5/46 A

B64C27/24

B64D27/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079372

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】川島 徹也

(72)【発明者】

【氏名】大野 友幹

(72)【発明者】

【氏名】高畑 良一

【テーマコード（参考）】

5H572

【Ｆターム（参考）】

5H572AA20

5H572EE04

5H572HC01

5H572HC04

5H572HC09

(57)【要約】

【課題】電動垂直離着陸航空機の軽量化を図り、航続可能距離の増加を図ることが可能な電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法を提供する。
【解決手段】インバータ１０１～１０８と、インバータ１０１～１０８の電力供給先を切り替える制御装置４００と、を備え、インバータ１０１～１０８は、電動垂直離着陸航空機１が有する垂直用モータ２１１～２１８の個数と同数以上あり、垂直用モータ２１１～２１８は、それぞれがインバータ１０１～１０８と接続しており、水平用モータ３１１，３１２は、垂直用モータ２１２，２１３，２１６，２１７と接続しているインバータ１０２，１０３，１０６，１０７と接続しており、制御装置４００は、電動垂直離着陸航空機１の動作状態に応じて、インバータ１０２，１０３，１０６，１０７の電力供給先を垂直用モータ２１２，２１３，２１６，２１７又は水平用モータ３１１，３１２に切り替える。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１台以上の垂直用プロペラ及び１台以上の水平用プロペラを有する電動垂直離着陸航空機用の電動推進装置において、
前記垂直用プロペラと接続する垂直用モータと、
前記水平用プロペラと接続する水平用モータと、
１台以上のインバータと、
前記インバータの電力供給先を切り替える制御部と、を備え、
前記インバータは、前記電動垂直離着陸航空機が有する前記垂直用モータの個数と同数以上あり、
前記垂直用モータは、それぞれが１台以上の前記インバータと接続しており、
前記水平用モータは、前記垂直用モータと接続している１台以上の前記インバータと接続しており、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータ又は前記水平用モータに切り替える
電動推進装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電動推進装置において、
前記水平用モータの水平用モータ巻線は、２台以上の前記インバータにそれぞれ接続された複巻となっている
電動推進装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電動推進装置において、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機が垂直方向のみの移動から水平方向を含む移動に切り替えるタイミングにおいて、１台以上の前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータから前記水平用モータに切り替える
電動推進装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電動推進装置において、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、１台以上の前記インバータの動作を停止する
電動推進装置。

【請求項5】

請求項１に記載の電動推進装置において、
前記垂直用モータは、２以上の垂直用モータ巻線を備えており、
前記垂直用モータ巻線のそれぞれが前記インバータと接続している
電動推進装置。

【請求項6】

請求項５に記載の電動推進装置において、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記垂直用モータに接続している２台以上の前記インバータのうち１台以上の前記インバータの出力先を前記水平用モータに切り替える
電動推進装置。

【請求項7】

請求項５に記載の電動推進装置において、
前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記垂直用モータに接続している２台以上の前記インバータのうち１台以上の前記インバータの動作を停止する
電動推進装置。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電動推進装置を備える電動垂直離着陸航空機。

【請求項9】

１台以上の垂直用プロペラと、
前記垂直用プロペラと接続する垂直用モータと、
１台以上の水平用プロペラと、
前記水平用プロペラと接続する水平用モータと、
前記垂直用モータの個数と同数以上のインバータと、を有する電動垂直離着陸航空機の飛行方法であって、
前記垂直用モータを、それぞれが１台以上の前記インバータと接続し、
前記水平用モータを、前記垂直用モータと接続している１台以上の前記インバータと接続し、
前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータ又は前記水平用モータに切り替える
電動垂直離着陸航空機の飛行方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電動モータ及び電動ブレーキへの電力供給を簡素な構成で実現する車両用制動システムの一例として、特許文献１には、インバータは、バッテリの電力を変換した電力を、インホイールモータ又は電動ブレーキのいずれか一方に供給可能であり、配線切替部は、インバータからインホイールモータ又は電動ブレーキへの配線を切り替え、車両ＥＣＵは、インバータを操作し、且つ、配線切替部に対し配線の切替を指令し、車両の駆動が要求されたとき、配線切替部に対しインホイールモータ側に配線を切り替えるように指令するとともに、車両の制動が要求されたとき、要求制動トルクに応じて、回生制動トルク又は電動ブレーキ制動トルクのいずれを用いるかを判断し、当該判断に基づき配線切替部に対し配線の切替を指令する、ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１７９９４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、新たな交通、輸送手段として注目を集めているｅ－ＶＴＯＬ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔａｋｅ－Ｏｆｆ ａｎｄ Ｌａｎｄｉｎｇ ａｉｒｃｒａｆｔ：電動垂直離着陸機）は、地上と高高度を短時間で移動する過酷環境で運用され、モータ、インバータ、バッテリを含む電動推進装置には非常に高い信頼性が求められる。また機体重量は、必要となる出力、航続距離に大きく影響するため、電動システムには高い信頼性を維持した上での軽量化が求められる。

【0005】

自動車などの車輪駆動におけるモータ、インバータシステムの軽量化に関するものとして、特許文献１が挙げられる。特許文献１は、電動モータと電動ブレーキに共通のインバータを用いる構成を開示しており、部品点数を削減し、より簡素な構成でシステムを制御することを目的としている。

【0006】

垂直用と水平用の異なるプロペラとそれらを駆動するモータおよびインバータを有するリフト＆クルーズタイプのｅ－ＶＴＯＬでは、機体の運転状態によって動作する電動コンポーネントが異なるため、動作していない側が死荷重となり、軽量化に不利となるため、異なる対策が必要となる。

【0007】

本発明は、電動垂直離着陸航空機の軽量化を図り、航続可能距離の増加を図ることが可能な電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、１台以上の垂直用プロペラ及び１台以上の水平用プロペラを有する電動垂直離着陸航空機用の電動推進装置において、前記垂直用プロペラと接続する垂直用モータと、前記水平用プロペラと接続する水平用モータと、１台以上のインバータと、前記インバータの電力供給先を切り替える制御部と、を備え、前記インバータは、前記電動垂直離着陸航空機が有する前記垂直用モータの個数と同数以上あり、前記垂直用モータは、それぞれが１台以上の前記インバータと接続しており、前記水平用モータは、前記垂直用モータと接続している１台以上の前記インバータと接続しており、前記制御部は、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータ又は前記水平用モータに切り替える。

【0009】

また、他の一例をあげるならば、１台以上の垂直用プロペラと、前記垂直用プロペラと接続する垂直用モータと、１台以上の水平用プロペラと、前記水平用プロペラと接続する水平用モータと、前記垂直用モータの個数と同数以上のインバータと、を有する電動垂直離着陸航空機の飛行方法であって、前記垂直用モータを、それぞれが１台以上の前記インバータと接続し、前記水平用モータを、前記垂直用モータと接続している１台以上の前記インバータと接続し、前記電動垂直離着陸航空機の動作状態に応じて、前記インバータの電力供給先を前記垂直用モータ又は前記水平用モータに切り替える。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電動垂直離着陸航空機の軽量化を図り、航続可能距離の増加を図ることができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬとその駆動システムの一例を示すブロック図。

【図2】本発明の第１の実施形態における電動推進装置を示すブロック図。

【図3】本発明の第１の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬの運転状態に応じて切り替えるインバータの出力先を示す図。

【図4】本発明の第２の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬの駆動システムの一例を示すブロック図。

【図5】本発明の第２の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬの運転状態に応じて切り替えるインバータの出力先、インバータの電力供給先モータ、切替タイミングを示す図。

【図6】本発明の第３の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬの駆動システムの一例を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に本発明の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一、または類似の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

【0013】

＜第１の実施形態＞
本発明の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法の第１の実施形態について図１乃至図３を用いて説明する。

【0014】

最初に、電動推進装置１０を備える電動垂直離着陸航空機１の全体構成について図１を用いて説明する。図１は第１の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬとその駆動システムの一例を示すブロック図である。

【0015】

図１に示す電動垂直離着陸航空機１は、電動推進装置１０（図２参照）、８台の垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８、水平用プロペラ３０１，３０２、等を備えている。

【0016】

このうち、電動推進装置１０は、垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８とそれぞれ機械的に接続されている垂直用モータ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８、水平用プロペラ３０１，３０２とそれぞれ機械的に接続されている水平用モータ３１１，３１２、８台のインバータ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８、これらインバータ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８の電力供給先を切り替える制御装置４００、配線切替部２２２，２２３，２２６，２２７，３２２，３２３，３２６，３２７等により構成される。

【0017】

このように、本実施形態の電動推進装置１０では、インバータ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８は、電動垂直離着陸航空機１が有する垂直用モータ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８の個数と同数以上設けられている。

【0018】

また、８台の垂直用モータ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８は、それぞれが８台のインバータ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８と電気的に接続されている。

【0019】

電動推進装置１０では、インバータ１０１の出力電流により垂直用モータ２１１で垂直用プロペラ２０１を、インバータ１０２の出力電流により垂直用モータ２１２で垂直用プロペラ２０２を、インバータ１０３の出力電流により垂直用モータ２１３で垂直用プロペラ２０３を、インバータ１０４の出力電流により垂直用モータ２１４で垂直用プロペラ２０４を、インバータ１０５の出力電流により垂直用モータ２１５で垂直用プロペラ２０５を、インバータ１０６の出力電流により垂直用モータ２１６で垂直用プロペラ２０６を、インバータ１０７の出力電流により垂直用モータ２１７で垂直用プロペラ２０７を、インバータ１０８の出力電流により垂直用モータ２１８で垂直用プロペラ２０８を、それぞれ駆動する。

【0020】

また、水平用モータ３１１の水平用モータ巻線は、垂直用モータ２１２，２１６と接続している２台のインバータ１０２，１０６と接続しており、水平用モータ３１２の水平用モータ巻線は、垂直用モータ２１３，２１７と接続している２台のインバータ１０３，１０７と接続していることにより、２台のインバータ１０２，１０６の出力電流により水平用モータ３１１で水平用プロペラ３０１が駆動され、２台のインバータ１０３，１０７の出力電流により水平用モータ３１２で水平用プロペラ３０２が駆動される。

【0021】

図２は第１の実施形態に係るｅ－ＶＴＯＬの電動推進装置１０のブロック図を示している。なお、インバータ１０３，１０７側の系統については、水平用モータ以外の構成の各々の符号の１桁目のうち「２」を「３」に、「６」を「７」に置き換えることで説明されることから、図２では図示の都合で記載及び説明を省略する。

【0022】

図２に示すように、電動推進装置１０のうち、インバータ１０２は２つの出力先を持ち、それぞれに取り付けられた配線切替部２２２，３２２によって出力先を垂直用モータ２１２、水平用モータ３１１に切り替えることが可能である。

【0023】

同様に、インバータ１０６は２つの出力先を持ち、それぞれに取り付けられた配線切替部２２６，３２６によって出力先を垂直用モータ２１６、水平用モータ３１１に切り替えることが可能である。

【0024】

水平用モータ３１１は、２つの異なる巻線を有する二重巻線モータであり、インバータ１０２からの出力配線と、インバータ１０６からの出力配線がそれぞれ異なる巻線に接続されている。

【0025】

なお、水平用モータ３１１，３１２のそれぞれが二重巻線になっている形態を示したが、二重巻線ではなく、一重巻線であってもよい。この場合、インバータ１０２，１０６と水平用モータ３１１との間に連結用の構成を別途追加することが望ましい。

【0026】

配線切替部２２２，２２６，３２２，３２６は、リレー等の機械式スイッチでもよいし、半導体スイッチング素子を用いてもよい。

【0027】

制御装置４００は、これらの配線切替部２２２，２２６，３２２，３２６の状態を制御する構成である。

【0028】

本実施形態の制御装置４００は、電動垂直離着陸航空機１の動作状態に応じて、インバータ１０２，１０３，１０６，１０７の電力供給先を垂直用モータ２１２，２１３，２１６，２１７又は水平用モータ３１１，３１２に切り替える。例えば、制御装置４００は、電動垂直離着陸航空機１が垂直方向のみの移動から水平方向を含む移動に切り替えるタイミングにおいて、インバータ１０２，１０３，１０６，１０７の電力供給先を垂直用モータ２１２，２１３，２１６，２１７から水平用モータ３１１，３１２に切り替えることができ、また電動垂直離着陸航空機１の動作状態に応じて、インバータ１０２，１０３，１０６，１０７の動作を停止することができる。

【0029】

図３は第１の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬの運転状態と、それに応じた制御装置４００によるインバータ１０２，１０３，１０６，１０７の電力供給切り替え先を示している。表に記されていないインバータ１０１，１０４，１０５，１０８は、各々接続されている垂直用モータ２１１，２１４，２１５，２１８のみに電力を供給する。

【0030】

垂直方向に最大の出力が必要になる離陸時には８台すべての垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８を駆動するため、出力先を切り替え可能なインバータ１０２，１０３，１０６，１０７の出力先を垂直用モータ２１２，２１３，２１６，２１７に接続する。

【0031】

続いて前方に進みながら高度を上げる上昇運転に切り替わる場合は、８台の垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８のうち６台の垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０８を用いて高度を維持するとともに、出力先をインバータ１０６，１０７をそれぞれ水平用モータ３１１，３１２へ切り替えて水平用プロペラ３０１，３０２を動作させることで水平方向の推力を得る。

【0032】

前方に進みながら高度を上げる上昇運転に切り替わった後で更に水平方向の速度が上昇し、翼からの揚力で高度を維持できるようになると、垂直用プロペラ２０２，２０３を停止して、インバータ１０２，１０３の出力先を水平用モータ３１１、３１２へ切り替えて水平用プロペラ３０１，３０２の動作量を増やして、水平方向の推力をさらに上昇させる。

【0033】

十分な高度に達し巡行運転に移る場合、上昇運転よりも水平方向への必要な推力は小さくなるため、インバータ１０２，１０３を停止し、高効率に低出力運転を行う。

【0034】

なお、図３に示すパターンは一例であり、インバータ１０２，１０３とインバータ１０６，１０７との駆動パターンは逆にすることが可能である。また、巡行運転の際に、インバータ１０２，１０３，１０６，１０７のいずれも駆動することも可能である。

【0035】

次に、本実施形態の効果について説明する。

【0036】

上述した本発明の第１の実施形態の電動推進装置１０は、８台の垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８及び２台の水平用プロペラ３０１，３０２を有する電動垂直離着陸航空機１用であって、垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８と接続する垂直用モータ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８と、水平用プロペラ３０１，３０２と接続する水平用モータ３１１，３１２と、８台のインバータ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８と、インバータ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８の電力供給先を切り替える制御装置４００と、を備え、インバータ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８は、電動垂直離着陸航空機１が有する垂直用モータ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８の個数と同数以上あり、垂直用モータ２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８は、それぞれが８台のインバータ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７，１０８と接続しており、水平用モータ３１１，３１２は、垂直用モータ２１２，２１３，２１６，２１７と接続している４台のインバータ１０２，１０３，１０６，１０７と接続しており、制御装置４００は、電動垂直離着陸航空機１の動作状態に応じて、インバータ１０２，１０３，１０６，１０７の電力供給先を垂直用モータ２１２，２１３，２１６，２１７又は水平用モータ３１１，３１２に切り替える。

【0037】

このような本実施形態の構成により、それぞれのモータに各１台のインバータを搭載する場合に比べて全体でのインバータ台数を削減することができ、軽量化の効果が期待できる。また、電動垂直離着陸航空機１の動作状態に応じて水平方向のモータに接続されるインバータ台数を調整することで低出力時の高効率運転が可能になるため、軽量化と合わせて航続距離の増加が期待できる。

【0038】

また、水平用モータ３１１の水平用モータ巻線は、２台のインバータ１０２，１０６にそれぞれ接続された複巻となっており、水平用モータ３１２の水平用モータ巻線は、２台のインバータ１０３，１０７にそれぞれ接続された複巻となっているため、いずれかのインバータ１０２，１０３，１０６，１０７が故障した際にも運航を継続できるとともに、配線を結合するための結合インダクタ等が不要となることから、冗長性を担保しつつ軽量化を確実に達成することができる。

【0039】

更に、制御装置４００は、電動垂直離着陸航空機１が垂直方向のみの移動から水平方向を含む移動に切り替えるタイミングにおいて、４台のインバータ１０２，１０３，１０６，１０７の電力供給先を垂直用モータ２１２，２１３，２１６，２１７から水平用モータ３１１，３１２に切り替えることで、移動モードの切り替えをスムーズに行うことができ、より安全な飛行を実現することができる。

【0040】

また、制御装置４００は、電動垂直離着陸航空機１の動作状態に応じて、４台のインバータ１０２，１０３，１０６，１０７の動作を停止することにより、省エネ運転を実現することができる。

【0041】

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法について図４及び図５を用いて説明する。図４は第２の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬの駆動システムの一例を示すブロック図、図５はｅ－ＶＴＯＬの運転状態に応じて切り替えるインバータの出力先、インバータの電力供給先モータ、切替タイミングを示す図である。

【0042】

図４に示す本実施形態の電動垂直離着陸航空機１Ａでは、垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８と機械的に接続されている垂直用モータ２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１６Ａ，２１７Ａ，２１８Ａを二重巻線モータとして、それぞれのモータに２台ずつのインバータ１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ，１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂを接続する。

【0043】

また、制御装置４００Ａは、電動垂直離着陸航空機１Ａの動作状態に応じて、垂直用モータ２１２Ａ，２１３Ａ，２１６Ａ，２１７Ａに接続している２台以上のインバータ１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂのうち１台以上のインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂの出力先を水平用モータ３１１，３１２に切り替えることができ、更に電動垂直離着陸航空機１Ａの動作状態に応じて、垂直用モータ２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１６Ａ，２１７Ａ，２１８Ａに接続している２台以上のインバータ１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂのうち１台以上のインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂの動作を停止する。

【0044】

２台の水平用モータ３１１，３１２も同じく二重巻線モータであり、２台ずつのインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂの出力配線が接続されている。

【0045】

インバータ１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ，１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂのうち複数台（インバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂ）は、垂直用と水平用に出力を切り替えられるようにする構成である。

【0046】

図５は、第２の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬの運転状態に応じたインバータの電力供給切り替え先を示す。

【0047】

図５に記されていないインバータ１０１ａ，１０１ｂ，１０４ａ，１０４ｂ，１０５ａ，１０５ｂ，１０８ａ，１０８ｂは、垂直用モータ２１１Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１８Ａのみに電力を供給するものとする。

【0048】

出力先を切り替え可能な４台のインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂのうち、離陸時はすべてのインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂで垂直用モータ２１２Ａ，２１３Ａ，２１６Ａ，２１７Ａに出力を供給する。出力先を切り替えられない４台のインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂは、この離陸時から垂直用モータ２１２Ａ，２１３Ａ，２１６Ａ，２１７Ａに出力を供給する。

【0049】

離陸から上昇に切り替わるタイミングで２台のインバータ１０６ｂ，１０７ｂの出力先を水平用モータ３１１，３１２に切り替える。その後で、残る２台のインバータ１０２ｂ，１０３ｂの出力先を水平用モータ３１１，３１２に切り替える。

【0050】

更に水平方向の速度が上昇し、翼からの揚力で高度を維持できるようになると、出力先を切り替えられないインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂの垂直用モータ２１２Ａ，２１３Ａ，２１６Ａ，２１７Ａへの出力の供給を停止する。

【0051】

十分な高度に達し巡行運転に移る場合、上昇運転よりも水平方向への必要な推力は小さくなるため、インバータ１０２ｂ，１０３ｂを停止し、高効率に低出力運転を行う。

【0052】

その他の構成・動作は前述した第１の実施形態の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

【0053】

本発明の第２の実施形態の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法においても、前述した第１の実施形態の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法とほぼ同様な効果が得られる。

【0054】

また、垂直用モータ２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１６Ａ，２１７Ａ，２１８Ａは、２以上の垂直用モータ巻線を備えており、垂直用モータ巻線のそれぞれがインバータ１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ，１０５ａ，１０５ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂと接続していることにより、垂直用のモータも二重巻線として２台のインバータで動作させる場合、通常の１台のインバータで動作させる場合に比べて１台当たりの出力容量は小さくなるため、水平用モータへの出力切り替えをより詳細に実施することができる。また、いずれかのインバータが故障した場合にも飛行が継続可能であり、より冗長性を担保することができる。

【0055】

更に、制御装置４００Ａは、電動垂直離着陸航空機１Ａの動作状態に応じて、垂直用モータ２１２Ａ，２１３Ａ，２１６Ａ，２１７Ａに接続している２台以上のインバータ１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂのうち１台以上のインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂの出力先を水平用モータ３１１ｂ，３１２ｂに切り替えることで、離陸から上昇への移行時に垂直方向から水平方向への出力の切り替えをよりスムーズに行うことが期待できる。

【0056】

また、制御装置４００Ａは、電動垂直離着陸航空機１Ａの動作状態に応じて、垂直用モータ２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１６Ａ，２１７Ａ，２１８Ａに接続している２台以上のインバータ１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂのうち１台以上のインバータ１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂの動作を停止することにより、省エネ運転を実現することができる。

【0057】

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法について図６を用いて説明する。図６は第３の実施形態におけるｅ－ＶＴＯＬの駆動システムの一例を示すブロック図である。

【0058】

図６に示す本実施形態の電動垂直離着陸航空機１Ｂは、垂直用プロペラ２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８と機械的に接続されている垂直用モータ２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１６Ａ，２１７Ａ，２１８Ａを二重巻線モータとして、それぞれの垂直用モータ２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１６Ａ，２１７Ａ，２１８Ａに各２台のインバータ１０１ａ，１０１ｂ１，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ１，１０５ａ，１０５ｂ１，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂ１を接続する。

【0059】

インバータ１０１ａ，１０１ｂ１，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ１，１０５ａ，１０５ｂ１，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂ１のうち、複数台のインバータ１０１ｂ１，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ１，１０５ｂ１，１０６ｂ，１０７ｂ，１０８ｂ１は、垂直用と水平用に出力を切り替えられるようにする構成である。

【0060】

本実施形態においても、制御装置４００Ｂは、電動垂直離着陸航空機１Ｂの動作状態に応じて、垂直用モータ２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１６Ａ，２１７Ａ，２１８Ａに接続しているインバータ１０１ａ，１０１ｂ１，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ１，１０５ａ，１０５ｂ１，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂ１のうちインバータ１０１ｂ１，１０２ｂ，１０３ｂ，１０４ｂ１，１０５ｂ１，１０６ｂ，１０７ｂ，１０８ｂ１の出力先を水平用モータ３１１ｂ，３１２ｂに切り替える。

【0061】

また、制御装置４００Ｂは、電動垂直離着陸航空機１Ｂの動作状態に応じて、垂直用モータ２１１Ａ，２１２Ａ，２１３Ａ，２１４Ａ，２１５Ａ，２１６Ａ，２１７Ａ，２１８Ａに接続しているインバータ１０１ａ，１０１ｂ１，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ１，１０５ａ，１０５ｂ１，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂ１のうち１台以上のインバータ１０１ａ，１０１ｂ１，１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂ１，１０５ａ，１０５ｂ１，１０６ａ，１０６ｂ，１０７ａ，１０７ｂ，１０８ａ，１０８ｂ１の動作を停止する。

【0062】

第２の実施形態との違いは、水平用モータ３１１ｂは四重巻線モータであり、４台のインバータ１０１ｂ１，１０２ｂ，１０５ｂ１，１０６ｂからの出力配線が接続されているとともに、水平用モータ３１２ｂも四重巻線モータであり、４台のインバータ１０３ｂ，１０４ｂ１，１０７ｂ，１０８ｂ１からの出力配線が接続されている。

【0063】

その他の構成・動作は前述した第１の実施形態の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

【0064】

本発明の第３の実施形態の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法においても、前述した第１の実施形態の電動推進装置、電動垂直離着陸航空機、及び飛行方法とほぼ同様な効果が得られるとともに、更に垂直方向と水平方向の推力のバランスをさらに細かく調整が可能となる。

【0065】

＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

【0066】

また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

【符号の説明】

【0067】

１，１Ａ，１Ｂ…電動垂直離着陸航空機
１０…電動推進装置
１０１，１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｂ１，１０２，１０２ａ，１０２ｂ，１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｂ１，１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｂ１，１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｂ，１０８，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｂ１…インバータ
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８…垂直用プロペラ
２１１，２１１Ａ，２１２，２１２Ａ，２１３，２１３Ａ，２１４，２１４Ａ，２１５，２１５Ａ，２１６，２１６Ａ，２１７，２１７Ａ，２１８，２１８Ａ…垂直用モータ
２２２，２２３，２２６，２２７，３２２，３２３，３２６，３２７…配線切替部
３０１，３０２…水平用プロペラ
３１１，３１１ｂ，３１２，３１２ｂ…水平用モータ
４００，４００Ａ，４００Ｂ…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】